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2014 年度 実績報告書

潜在的な認知機能低下を可視化する認知ストレス画像法DSCSIの開発

研究課題

研究課題/領域番号 24300186
研究機関独立行政法人国立長寿医療研究センター

研究代表者

中井 敏晴  独立行政法人国立長寿医療研究センター, 長寿医療工学研究部, 神経情報画像開発研究室長 (30344170)

研究分担者 田中 あゆ子  独立行政法人国立長寿医療研究センター, 長寿医療工学研究部, 研究員 (50463203)
中根 俊樹  名古屋大学, 医学部附属病院, 助教 (60569789)
岩木 直  独立行政法人産業技術総合研究所, ヒューマンライフテクノロジー部門, 研究グループ長 (70356525)
國見 充展  独立行政法人国立長寿医療研究センター, 長寿医療工学研究部, 研究員 (70460384)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード画像診断システム / 認知症 / 加齢 老化 / 瞳孔反応 / 脳機能イメージング / 神経ネットワーク解析
研究実績の概要

本研究開発では認知機能障害が顕在化する前段階である潜在的認知機能低下を検出し、軽度認知機能障害に転換しやすいリスクを推定する診断支援技術として、認知負荷ストレスと生理データの同時計測法を組み合わせた新しいfMRIの手法を開発する。平成26年度は改良版の測定プロトコルを使って認知負荷の程度と活動領域の特徴、クラスタサイズ、作業成績の関係を総合評価し、指標となる関心領域を抽出した。測定時間は27分から10分に短縮され、関心領域(今回使用した課題では前頭前野背外側部、角回、前帯状皮質など)における脳活動の検出感度を向上させることができた。高齢者のデータからは、難度の上昇とともに活動が亢進する領域が確認でき、難度と年代群間の交互作用が見られた。このBOLD信号の応答性低下はfunctional connectivityにも反映されることが分かったので、指標としての信頼性が向上した。
ストレスに対する生理指標としての瞳孔反応の同時計測システムの開発では、fMRIのデータ収集と瞳孔径計測を同期させる方法を完成させ、収集した瞳孔を含む映像から瞳孔径を抽出し時系列データを生成する画像解析プログラムを開発した。乱数に従って聴覚呈示される一桁の数字のカテゴリー判断を行なわせ、その判断の難易度に対する脳賦活応答と瞳孔径を計測した。その結果、課題遂行中の散瞳を十分な空間分解能をもって測定できることが確認された。脳機能マップでは、作業記憶に関わる前頭前野や言語処理に関わる言語領域において難易度に伴った活動亢進が見られ、散瞳の程度を評価する指標とできることが確認された。本研究開発の結果、神経生理学的な裏付けのある認知負荷ストレスへの応答を評定する脳機能計測システムが構築され、今後の臨床研究に供しうる段階に到達できた。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (34件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (25件)

  • [雑誌論文] Frontal white matter hyperintensity predicts lower urinary tract dysfunction in elderly with amnestic mild cognitive impairment and Alzheimer disease2015

    • 著者名/発表者名
      Ogama N, Yoshida M, Nakai T, Niida S, Toba K, Sakurai T
    • 雑誌名

      Geriatrics & Gerontology International

      巻: NA ページ: 1-8

    • DOI

      10.1111/ggi.12447

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Latency of modality-specific reactivation of auditory and visual information during episodic memory retrieval2015

    • 著者名/発表者名
      Ueno D., Masumoto K., Sutani K., Iwaki S.
    • 雑誌名

      Neuroreport, In Press.

      巻: 26 ページ: 303-8

    • DOI

      10.1097/WNR.0000000000000325.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Brain activities of visual thinkers and verbal thinkers: a MEG study2015

    • 著者名/発表者名
      Nishimura K., Aoki T., Inagawa M., Tobinaga Y., Iwaki S.
    • 雑誌名

      Neurosci. Lett., In Press.

      巻: 594 ページ: 155-60

    • DOI

      10.1016/j.neulet.2015.03.043.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biomarkers for the evaluation of immunological properties during the Shikoku walking pilgrimage, J. Biol.2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshino K., Umeno A., Shichiri M., Watanabe H., Ishida N., Kojima M., Iwaki S., Hagihara Y., Nakamura M., Yoshida Y.
    • 雑誌名

      J. Biol. Regulations Homeostatic Agents

      巻: 29 ページ: 51-62

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Age-related Differences in Effective Connectivity of Brain Regions Involved in Japanese Kanji Processing with Homophone Judgment Task2014

    • 著者名/発表者名
      Wu CY, Koh JYS, Ho MHR, Miyakoshi M, Nakai T, Chen SHA
    • 雑誌名

      Brain and Language

      巻: 135 ページ: 32-41

    • DOI

      10.1016/j.bandl.2014.04.005.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Dependency of Parietal Activiation on Visuospacial Operation Performance in the Elderly -An Event-Related fMRI Study2014

    • 著者名/発表者名
      Nakai T, Kunimi M, Kiyama S, Ayuko T, Shiraishi Y
    • 雑誌名

      Frontiers in Neuroinformatics, Conference Abstract Neuroinformatics 2014

      巻: NA ページ: 234

    • DOI

      10.3389/conf.fninf.2014.18.00012

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Does shape discrimination by the mouth activate the parietal and occipital lobes?- Near-infrared spectroscopy study.2014

    • 著者名/発表者名
      Kagawa T., Narita N., Iwaki S., Kamiya K., Minakuchi S.
    • 雑誌名

      Near-infrared spectroscopy study, PLoS One

      巻: 9 ページ: e108685

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0108685.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Coherent activity in bilateral parieto-occipital cortices during P300-BCI operation2014

    • 著者名/発表者名
      Takano K., Ora H., Sekihara K., Iwaki S., Kansaku K.
    • 雑誌名

      Frontiers in Neurology

      巻: 5(74) ページ: 1-7

    • DOI

      10.3389/fneur.2014.00074.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrophysiological measurement of interest during walking in a simulated environment2014

    • 著者名/発表者名
      Takeda Y., Okuma T., Kimura M., Kurata T., Takenaka T. Iwaki S.
    • 雑誌名

      Int. J. Psychophysiol.

      巻: 93 ページ: 363-370

    • DOI

      10.1016/j.ijpsycho.2014.05.012.

    • 査読あり
  • [学会発表] Neural Evidence For Evaluation Transfer In Reputation Learning2015

    • 著者名/発表者名
      Suzuki A, Ito Y, Kiyama S, Kunimi M, Ohira H, Kawaguchi J, Hiroki C. Tanabe1, Nakai T
    • 学会等名
      The Society for Personality and Social Psychology, 16th Annual Convention G210
    • 発表場所
      Long Beach CA USA
    • 年月日
      2015-02-26 – 2015-02-28
  • [学会発表] Age-Related Changes In Functional Hemispheric Asymmetry And Default Mode Network: An FMRI Study2015

    • 著者名/発表者名
      Heng GJ, Wu CY, J Archer JA, Miyakoshi M, Nakai T, Chen SHA
    • 学会等名
      2015 Magnetic Resonance in South East Asia Workshop
    • 発表場所
      Singapore
    • 年月日
      2015-01-17 – 2015-01-18
  • [学会発表] Investigating the Aging Effect on Neural Correlates of Auditory Semantic Processing in the Japanese Language using Functional Magnetic Resonance Imaging2015

    • 著者名/発表者名
      Liu H, Lim A, Miyakoshi M, Nakai T, Chen SHA
    • 学会等名
      2015 Magnetic Resonance in South East Asia Workshop
    • 発表場所
      Singapore
    • 年月日
      2015-01-17 – 2015-01-18
  • [学会発表] An Attempt of Correlating Behavioral Performance with Age-Related Changes in Resting State Network Activation2015

    • 著者名/発表者名
      Nakai T, Kunimi M, Kiyama S, Tanaka A, Chen SHA
    • 学会等名
      2015 Magnetic Resonance in South East Asia Workshop
    • 発表場所
      Singapore
    • 年月日
      2015-01-17 – 2015-01-18
  • [学会発表] 視覚運動変換パフォーマンスの加齢変化に関するバイオマーカーとしての脳活動の評価2014

    • 著者名/発表者名
      中井敏晴、國見充展、木山幸子、田中あゆ子、白石善明
    • 学会等名
      平成26年度日本生体医工学会東海支部大会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2014-10-18
  • [学会発表] 文の再認に果たす感情語の役割:fMRI による神経基盤の検討2014

    • 著者名/発表者名
      木山幸子、國見充展、玉岡賀津雄、Rinus Verdonschot、中井敏晴
    • 学会等名
      平成26年度日本生体医工学会東海支部大会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2014-10-18
  • [学会発表] 認知処理切り替え機能を検査する臨床fMRI の開発2014

    • 著者名/発表者名
      吉田 旭宏、山本 遼、小林 真介、法山 智顕、中井 敏晴、國見 充展、木山 幸子、 礒田 治夫
    • 学会等名
      平成26年度日本生体医工学会東海支部大会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2014-10-18
  • [学会発表] fMRI/瞳孔反射同時計測の要求仕様の検討2014

    • 著者名/発表者名
      國見充展、松田圭司、木山幸子、高島一郎、中井俊晴
    • 学会等名
      平成26年度日本生体医工学会東海支部大会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2014-10-18
  • [学会発表] 認知処理切り替え機能を検査する臨床fMRIの研究2014

    • 著者名/発表者名
      吉田旭宏、山本遼、小林真介、法山智顕、中井敏晴、國見充展、礒田治夫
    • 学会等名
      第42回日本磁気共鳴医学会大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2014-09-19
  • [学会発表] 日本心理学会企画シンポジウム「高齢脳の可塑性と認知神経的特徴」 Resting State Network of Aging Brain2014

    • 著者名/発表者名
      中井敏晴
    • 学会等名
      日本心理学会第78回大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2014-09-10
  • [学会発表] ワーキングメモリ課題遂行時のBOLD信号の加齢変化2014

    • 著者名/発表者名
      國見充展、木山幸子、中井敏晴
    • 学会等名
      日本心理学会第78回大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2014-09-10
  • [学会発表] 学習した評判の持続性の神経相関2014

    • 著者名/発表者名
      鈴木敦命、伊藤友一、木山幸子、國見充展、大平英樹、川口潤、田邊宏樹、中井敏晴
    • 学会等名
      日本心理学会第78回大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2014-09-10
  • [学会発表] The Dependency of Parietal Activation on Visuospacial Operation Performance in the Elderly- An Event-Related fMRI Study2014

    • 著者名/発表者名
      Nakai T, Kunimi M, Kiyama S, Iidaka T, Tanaka A, Shiraishi Y
    • 学会等名
      Neuro Informatics 2014
    • 発表場所
      Leiden, Holland
    • 年月日
      2014-08-25 – 2014-08-27
  • [学会発表] Age-related changes in brain activation during the Task-Switching Paradigm2014

    • 著者名/発表者名
      Kunimi M, Kiyama S, Nakai T
    • 学会等名
      37th. European Conference on Visual Perception
    • 発表場所
      Belgrade, Servia
    • 年月日
      2014-08-24 – 2014-08-28
  • [学会発表] Keynote Lecture Brain Activation of Aging Brain2014

    • 著者名/発表者名
      Nakai T
    • 学会等名
      Brain Connects 2014 NCGG/JSPS NTU/NUS Joint Research Collaboration Workshop
    • 発表場所
      National University of Singapore, Singapore
    • 年月日
      2014-08-01
  • [学会発表] Investigation of Age-related Changes in Blood Oxygenation Level Dependency Signals During the Working Memory Task using functional MRI2014

    • 著者名/発表者名
      Kunimi M
    • 学会等名
      Brain Connects 2014 NCGG/JSPS NTU/NUS Joint Research Collaboration Workshop
    • 発表場所
      National University of Singapore, Singapore
    • 年月日
      2014-08-01
  • [学会発表] Age-related Decline in Functional Connectivity for Bimanual Finger Coordination2014

    • 著者名/発表者名
      Kiyama S
    • 学会等名
      Brain Connects 2014 NCGG/JSPS NTU/NUS Joint Research Collaboration Workshop
    • 発表場所
      National University of Singapore, Singapore
    • 年月日
      2014-08-01
  • [学会発表] An Attempt to Model Cognitive Elements of a Physical Exercise for Elderlies Using ER-fMRI2014

    • 著者名/発表者名
      Nakai T, Tanaka A, Kunimi M, Kiyama S, Shiraishi Y
    • 学会等名
      The 20th Annual Meeting of Organization for Human Brain Mapping
    • 発表場所
      Hamburg, Germany
    • 年月日
      2014-06-08 – 2014-06-12
  • [学会発表] Neural Correlate of the Persistence of To-be-ignored Reputations2014

    • 著者名/発表者名
      Suzuki A, Ito Y, Kiyama S, Kunimi M, Ohira H, Kawaguchi J, Tanabe H, Nakai T
    • 学会等名
      The 20th Annual Meeting of Organization for Human Brain Mapping
    • 発表場所
      Hamburg, Germany
    • 年月日
      2014-06-08 – 2014-06-12
  • [学会発表] Age-related decline in inter-hemispheric connectivity for complex bimanual finger movements2014

    • 著者名/発表者名
      Kiyama S, Kunimi M, Iidaka T, Nakai T
    • 学会等名
      The 20th Annual Meeting of Organization for Human Brain Mapping
    • 発表場所
      Hamburg, Germany
    • 年月日
      2014-06-08 – 2014-06-12
  • [学会発表] Investigation of age-related changes in BOLD signals during the divalent task switch paradigm2014

    • 著者名/発表者名
      Kunimi M, Kiyama S, Nakai T
    • 学会等名
      The 20th Annual Meeting of Organization for Human Brain Mapping
    • 発表場所
      Hamburg, Germany
    • 年月日
      2014-06-08 – 2014-06-12
  • [学会発表] 持続的な不信感の神経相関2014

    • 著者名/発表者名
      鈴木敦命、木山幸子、國見充展、大平英樹、川口潤、中井敏晴
    • 学会等名
      日本感情心理学会第22回大会
    • 発表場所
      宇都宮
    • 年月日
      2014-05-31
  • [学会発表] Age-Related Change of Brain Activation During Virtual Performance of Combined Operation Task is Most Detected at Task Switching Timing -An ER-fMRI Study2014

    • 著者名/発表者名
      Nakai T, Tanaka A, Kunimi M, Kiyama S, Shiraishi Y
    • 学会等名
      ISMRM 22th Annual Meeting & EXHIBITION
    • 発表場所
      Milan, Italy
    • 年月日
      2014-05-10 – 2014-05-16
  • [学会発表] Bilateral functional connectivity for complex finger movements declines as aging: an fMRI and SEM exploration2014

    • 著者名/発表者名
      Kiyama S, Kunimi M, Iidaka T, Nakai T
    • 学会等名
      ISMRM 22th Annual Meeting & EXHIBITION
    • 発表場所
      Milan, Italy
    • 年月日
      2014-05-10 – 2014-05-16
  • [学会発表] Investigation of Age-related Changes in Blood Oxygenation Level Dependency Signals during the visuospatial N-back using Functional MRI2014

    • 著者名/発表者名
      Kunimi M, Kiyama S, Nakai T
    • 学会等名
      ISMRM 22th Annual Meeting & EXHIBITION
    • 発表場所
      Milan, Italy
    • 年月日
      2014-05-10 – 2014-05-16

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公開日: 2016-06-01  

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